50A/220V全負載范圍軟開關電站操作電源功率模塊設計探討
加入技術交流群
1.概述
本文引用地址：http://www.104case.com/article/231150.htm發電廠及變電站大容量直流系統組屏時充電模塊多采用10A或20A高頻模塊，而在大容量系統中這樣用會造成模塊數量眾多，組屏面數增加，故障點增多。所以，急需研制一種大容量的電源功率模塊來解決這些問題。基于此而研發了一種50A/220V全負載范圍軟開關電站操作電源功率模塊，該模塊具有以下技術特點：
⑴采用全橋變換電路拓撲，輸出功率大；
⑵移相軟開關技術，實現ZVS＋ZCS-PWM，開關損耗小、效率高，附加元件少；
⑶特殊技術使軟開關條件與負載大小無關（全范圍軟開關）、減小環流和占空比丟失；
⑷模塊并聯互備份、先進均流技術，可靠均流、熱拔插；
⑸采用先進功率器件，提高效率、可靠性、降低成本；
⑹高頻開關工作，低噪聲，小體積；
⑺采用高頻輸出整流技術，減小損耗；
⑻采用高頻損耗低、居里點高的磁性材料，降低鐵損；
⑼采用無源功率因數校正（PFC）技術，以提高功率因數；
⑽采用EMI電路，減小差模共模干擾，改善EMI環境；
⑾采用專用控制集成芯片，電路實現簡潔。
2. 相關技術背景簡介
2.1無源功率因數校正與輸入EMI
電源功率因數（PF）為：
⑴
即諧波因數（失真因數）γ與相移因數的乘積。
對現代功率變換電路，
；但諧波嚴重時，如不采取措施，則γ=0.5～0.8。
PFC分無源型、有源型。無源PFC實際上在輸入整流后，采用LC濾波電路來抑制電流諧波。而且，通過增大電感、減小電容可提高輸入功率因數。當電感為無窮大時，三相電路的諧波因數γ≈0.955。實際上，電感足夠大，即可滿足PF要求。圖2為三相無源PFC的PF值與電感標幺值的關系曲線。
如
：當 時，PF≈γ≈0.94,。
由于，從PFC要求的角度，電容可以很小。因此，只要電容的取值滿足直流紋波的要求即可。
仿真和以前產品實驗也說明，滿足項目要求的PF≧0.92，具有較小電感L的無源PFC技術就可以滿足。 設計時應采用特殊的整流技術、濾波電感和電容。
電源輸入的非線性引起的主要是低頻諧波干擾。高頻電磁干擾是開關電源EMI的另一類主要形式。它指150kHz—30MHz的高頻傳導干擾。分兩類：
差模干擾：高頻器件開關引起的輸入線之間的干擾；
共模干擾：即功率器件、變壓器與機殼地之間的漏電流引起的輸入線與機殼地之間的干擾。
評論